DE2745232C2 - Method and device for determining the influence of the artificial heating of river water by introducing waste heat into the river water on its temperature behavior - Google Patents
Method and device for determining the influence of the artificial heating of river water by introducing waste heat into the river water on its temperature behaviorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln des Einflusses der künstlichen Aufheizung von Flußwasser durch Einleiten von Abwärme in das Flußwasser auf dessen Temperaturverhal-C ten.The invention relates to a method and a device for determining the influence of the artificial Heating of river water by introducing waste heat into the river water to its temperature behavior th.
Es ist bekannt, daß die Flüsse industrialisierter Länder durch Einleiten von Abwärme aus Industrieanlagen, insbesondere aus Kraftwerken, aufgeheizt werden. Dies ist für das ökologische Gleichgewicht im Fluß und in der Flußlandschaft nicht unbedenklich. So sind z. B. bestimmte Fischarten schon bei einer Erhöhung der Flußwassertemperatur um wenige Grade über die natürliche Temperatur nicht mehr lebensfähig. Eine Temperaturerhöhung des Flußwassers kann die Verdunstung und den Grundwasserspiegel in unerwünschter Weise beeinflussen. Die Gesetzgeber in vielen industrialisierten Ländern streben deshalb die Festlegung maximal zulässiger Aufheizwerte an, z. B. in Form einer maximal zulässigen absoluten Temperatur und/oder einer zulässi-It is known that the rivers of industrialized countries by discharging waste heat from industrial plants, in particular from power plants. This is for the ecological balance in the river and in the River landscape not harmless. So are z. B. certain Fish species even if the river water temperature rises a few degrees above the natural one Temperature no longer viable. An increase in the temperature of the river water can cause evaporation and affect the water table in an undesirable way. Legislators in many industrialized Countries are therefore striving to determine the maximum permissible heating values, e. B. in the form of a maximum allowable absolute temperature and / or a permissible
gen Übertemperatur über der natürlichen Temperatur. Wenn solche Maximalwerte einmal festgelegt sind, können diese Maximalwerte nur dadurch eingehalten werden, daß bei einer Annäherung an die Maximalwerte die in einen Fluß eingeleiteten Abwärmemengen entspre-gen overtemperature above natural temperature. Once such maximum values are established, these maximum values are only adhered to in that, when the maximum values are approached, the amounts of waste heat discharged into a river correspond to
35. chend gedrosselt werden oder sogar für bestimmte Zeiträume eine Wärmeeinleitung ganz eingestellt wird. Hierzu ist es erforderlich, den Einfluß der jeweiligen künstlichen Aufheizung durch die verschiedenen Abwärmeeinspeisungen auf das Gessnmemperaturverhalten des Flusses zu ermitteln. Dieses Problem ist deshalb schwierig, weil die »natürliche« Temperatur der Flüsse ständigen zeitlichen und örtlichen Änderungen aufgrund der meteorologischen und hydrologischen Bedingungen unterworfen ist und weil außerdem diese natürliehe Temperatur deswegen nicht ohne weiteres meßbar ist, weil die Flüsse stromabwärts von der ersten Wärmeeinleitung nicht mehr die natürliche Temperatur haben. Es sind bereits Überlegungen angestellt worden, wie man den genannten Einfluß ermitteln kann. Allgemein sei hierzu auf das Buch »Wärmeeinleitung in Strömungen«, Technischer Verlag Resch KG, 1975, verwiesen, welches eine Reihe von Beiträgen namhafter Wissenschaftler auf diesem Gebiet enthält. Insbesondere sei auf den Aufsatz »Wärmeaustauschvorgänge an der Oberfläche stehender und fließender Gewässer« von F. D. Heidt, S. 143 bis 167, verwiesen. Danach wird derzeit folgendes Verfahren angewendet:35. accordingly throttled or even a heat input is stopped completely for certain periods of time. For this it is necessary to take into account the influence of the respective artificial heating through the various waste heat feeds to determine the temperature behavior of the river. This is why this problem is difficult because the "natural" temperature of the rivers is due to constant temporal and spatial changes is subject to meteorological and hydrological conditions and because these are also natural Temperature is therefore not readily measurable because the flows are downstream of the first heat input no longer have the natural temperature. Considerations have already been given as to how one can determine the influence mentioned. In general, refer to the book "Heat introduction in currents", Technischer Verlag Resch KG, 1975, referred to, which has a number of contributions by well-known scientists in this area contains. In particular, refer to the article »Heat exchange processes at the Surface of standing and flowing waters "by F. D. Heidt, pp. 143 to 167, referenced. After that is currently the following procedure was used:
1. Die Flußwassertemperatur wird an einer Stelle gemessen, wo im wesentlichen noch eine natürliche Wassertemperatur zu erwarten ist.1. The river water temperature is measured at a point where it is essentially still a natural one Water temperature is expected.
2. Aus den meteorologischen und hydrologischen Daten des betreffenden Ortes wird die Wärmebilanz ^(Wärmeaustausch je Zeit- und Flächeneinheit) in Form von Mittelwerten über ein Zeitintervall zwischen 1 und 3 Stunden errechnet. Die Mittelwerte der Wärmebilanzen sollten dabei so bestimmt werden, daß sie auch für die während des Zeitintervalls2. The heat balance is derived from the meteorological and hydrological data of the location concerned ^ (Heat exchange per unit of time and area) in the form of mean values over a time interval between 1 and 3 hours calculated. The mean values of the heat balances should be determined in such a way that that they are also for the during the time interval
durchflossene Strecke gehen. Aus der Lufttemperatur, der Wassertemperatur, der Taupunkttemperatur (oder relativer Feuchte), der Windgeschwindigkeit, dem Bedeckungsgrad und der Globalstrahlung werden Strahlungsanteil, Konvektionsanteil 5 und Verdunstungsanteil der ausgetauschten Wärme berechnet Die Summe ergibt die Wärmebilanz.go through the flowed route. From the air temperature, the water temperature, the dew point temperature (or relative humidity), the wind speed, the degree of coverage and the global radiation, radiation component, convection component 5 and the evaporation share of the exchanged heat is calculated. The sum gives the heat balance.
3. Unter der Annahme, daß der Wärmeaustausch nur über die Wasseroberfläche stattfindet und deF Fluß homotherm ist, wird nun aus der Wärmebilanz W und der mittleren Wassertiefe H die Temperaturänderung und daraus die neue Temperatur nach 3 Stunden berechnet. Diese neue Temperatur gilt für einen Ort, der entsprechend der Fließgeschwindigkeit weiter flußabwärts liegt3. Assuming that the heat exchange only takes place over the water surface and the flow is homothermal, the temperature change and the new temperature after 3 hours are calculated from the heat balance W and the mean water depth H. This new temperature applies to a place which is further downstream according to the flow velocity
4. Aufbauend auf der neuen Temperatur wird nun mit den aktuellen meteorologischen und hydrologischen Daten an dem neuen Meßort (Mittelwerte) die Rechnung analog weitergeführt4. Building on the new temperature is now used with the current meteorological and hydrological Data at the new measuring location (mean values), the calculation is continued in the same way
Bei künstlicher Wärmeeinleitung wird die Temperatur
als sprunghaft angenommen. Sie wird aus der aktuellen Abflußmenge und der z.B. be'; einem
Kraftwerk aus elektrischer Leistung und Wirkungsgrad ermittelten Wärmeleistung errechnet
Auch der zeitliche bzw. örtliche Verlauf der durch die Wärmeeinleitung erhöhten Temperatur muß
analog zur natürlichen Wassertemperatur berechnet werden, damit beide Werte, deren Differenz die
interessierende Aufwärmung ist, den gleichen methodischen und meßtechnischen Fehler aufweisen
und damit überhaupt erst vergleichbar werden.With artificial heat input, the temperature is assumed to be erratic. It is calculated from the current flow rate and, for example, be '; a power plant from electrical power and efficiency calculated thermal output
The temporal or local course of the temperature increased by the introduction of heat must also be calculated analogously to the natural water temperature, so that both values, the difference of which is the warming up of interest, show the same methodological and measurement errors and thus can be compared in the first place.
Bei diesem bekannten Verfahren, bei dem also die maßgeblichen Größen (Temperaturen, Wärmebilanz) errechnet werden, ergeben sich folgende Schwierigkeiten: In this known process, in which the relevant parameters (temperatures, heat balance) are calculated, the following difficulties arise:
— es sind zahlreiche meteorologische Daten erforderlich; - a lot of meteorological data is required;
— der Einfluß der Windgeschwindigkeit kann nur ungenau angegeben werden;- the influence of the wind speed can only be imprecise be specified;
— der Einfluß von Reflektion und Horizontabschattung bei der Globalstrahlung muß abgeschätzt werden;- The influence of reflection and shadowing of the horizon in global radiation must be estimated will;
— die Bestimmung des Bedeckungsgrades ist teilweise subjektiv und deshalb ungenau.- the determination of the degree of coverage is partly subjective and therefore imprecise.
Es hat sich daher gezeigt, daß die auf diese Weise gewonnenen Ergebnisse eine mehrhundertprozentige Unsicherheit haben können.It has therefore been shown that the results obtained in this way are several hundred percent May have uncertainty.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ekle Vorrichtung zum Ermitteln des Einflusses der künstlichen Aufheizung von Flußwasser durch Einleiten von Abwärme in das Flußwasser auf das Temperaturverhalten zu schaffen, das bei verringertem Aufwand eine erheblich genauere Abschätzung dieses Einflusses ermöglicht.The invention is based on the object of a method and a nasty device for determining the influence the artificial heating of river water by introducing waste heat into the river water on the temperature behavior to create a much more accurate estimate of this influence with less effort enables.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verfahren gemäß der Erfindung die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 vorgesehen.To solve this problem, the features of the identifier are in a method according to the invention of claim 1 provided.
Die Erfindung stellt also auf die Ermittlung lediglich der sich zeitlich verändernden Temperaturdifferenzen zwischen der aufgeheizten und der nicht aufgeheizten Temperatur, das ist die Übertemperatur, ab und begnügt sich damit, die zeitliche Änderung dieser Übertemperatur mit zunehmendem Abstand von der Wärmeeinleitstelle zu ermitteln Dies kann relativ einfach dadurch bewerkstelligt werden, daß die beiden vorzugsweise gleich großen Wassermengen im Flußwasser an einem Meßort unmittelbar stromaufwärts von der künstlichen Wärmeeinleitung entnommen werden. Vorzugsweise wird die erste Wassermenge mit einer Leistung aufgeheizt welche der Abwärmeeinleitung in den Fluß analog ist, die Heizung wird abgeschaltet und die Temperaturdifferenzen zwischen den beiden Wassermengen in verschiedenen Zeitabständen vom Zeitpunkt der Heizungsabschaltung werden gemessen. Bei einem solchen Vorgehen macht sich die Erfindung den Gedanken zunutze, daß die »in der fließenden Welle«, d. h. in einer stets die gleichen Wasserteöchen enthaltenden Wassermenge in verschiedenen Zeitabständen gemessenen Temperaturdifferenzen unter der Voraussetzung etwa gleichbleibender meteorologischer Bedingungen denjenigen Temperaturdifferenzen gleich sein müssen, welche sich zwischen einer entsprechend der Wärmeeinleitung an dem Meßort aufgeheizten stationären Wassermenge und einer unaufgeheizten Wassermenge nach Abschaltung der Aufheizung einstrHen. Ein solches Verfahren gestaltet sich überaus einfach und schaltet insbesondere dann, wenn beide Wassermengen den am Meßort des Flusses herrschenden meteorologischen Bedingungen ausgesetzt sind, die meteorologischen Einflüsse praktisch aus. Dies ergibt gemessene Temperaturdifferenzen hoher Annäherung an die wirklichen Verhältnisse und damit viel genauere und verläßlichere Daten, als sie bisher durch die Rechnung erhalten werden konnten. Dies bedeutet einen enormen Fortschritt weil die bisher stets die Resultate verfälschenden meteorologischen Bedingungen, insbesondere der die Verdunstungsquote stark beeinflussende Wind, nicht eingehen und deshalb gar nicht mehr beachtet zu werden brauchen. Aus den gemessenen Temperaturdifferenzen kann nun durch Einsetzen in eine einfache bekannte e-Funktion. welche die Abkühlung des FluBwassers in Abhängigkeit" von der Zeit mit guter Näherung beschreibt berechnet werden.The invention therefore focuses on determining only the temperature differences that change over time between the heated and the unheated temperature, that is the excess temperature, and is satisfied This means that this excess temperature changes over time with increasing distance from the heat introduction point to determine This can be accomplished relatively easily by the fact that the two preferably equal amounts of water in the river water at a measuring location immediately upstream of the artificial heat input can be taken. Preferably, the first amount of water is with a power heated which is analogous to the discharge of waste heat into the river, the heating is switched off and the Temperature differences between the two amounts of water at different time intervals from the point in time the heating shutdown are measured. With such a procedure, the invention makes the idea take advantage of the fact that the "in the flowing wave", i. H. in one that always contains the same water particles Amount of water measured at different time intervals, assuming temperature differences approximately constant meteorological conditions must be equal to those temperature differences, which is between a stationary heated according to the heat input at the measurement location Pour in the amount of water and an unheated amount of water after switching off the heating. One such The procedure is extremely simple and switches in particular when both amounts of water exceed the am Measurement site of the river are exposed to prevailing meteorological conditions, the meteorological influences practically off. This results in measured temperature differences very close to the real ones Relationships and thus much more precise and reliable data than has been obtained by calculation up to now could. This means enormous progress because the meteorological ones, which up to now have always falsified the results Conditions, in particular the wind, which has a strong influence on the evaporation rate, do not enter into and therefore no longer need to be taken into account. From the measured temperature differences can now by inserting it into a simple known exponential function. which the cooling of the river water in Dependency "describes the time with a good approximation.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleich große Gefäße zur Aufnahme gleich großer Wassermengen vorgesehen sind, daß mindestens ein Gefäß eine offene, den meteorologischen Einflössen frei ausgesetzte Oberseite hat und ein Heizelement enthält und daß zwei in Reihe geschaltete Thennoelemente vorgesehen sind, von denen je eines in ein Gefäß taucht. Die Gefäße sind vorteilhaft, abgesehen von der mindestens einen offenen Oberseite, gut wärmeisoliert und können je eine Mischvorrichtung wie einen Ventilator enthalten, um eine gute Durchmischung des in den Gefäßen enthaltenen Wassers sicherzustellen.An apparatus for carrying out the method according to the invention is characterized in that two vessels of the same size are provided for receiving the same amount of water, that at least one The vessel has an open top that is freely exposed to meteorological influences and contains a heating element and that two thenno elements connected in series are provided, one of which each is immersed in a vessel. The vessels are advantageous, apart from the at least one open top, well insulated and thermally can each contain a mixing device such as a fan to ensure thorough mixing of the in the vessels to ensure contained water.
Bei einer bevorzugten Vorrichtung gemäß der Erfindung ist auch die Oberseite des anderen Gefäßes offen und beide Oberseiten sind den meteorologischen Einflüssen ausgesetzt Jn diesem Fall heben sich bei der Messung der Temperaturdifferenzen die meteorologischen Einflüsse vollständig heraus, können also das Meßergebnis nicht verfälschen. Dieses Meßergebnis wird wie folgt ausgewertet Die Temperaturdifferenz zwischen beiden Wassermengen ändert sich mit guter Näherung gemäß der e-FunktionIn a preferred device according to the invention, the top of the other vessel is also open and both upper sides are exposed to the meteorological influences Measurement of the temperature differences completely reveals the meteorological influences, so you can do that Do not falsify the measurement result. This measurement result is evaluated as follows: The temperature difference between the two amounts of water changes with a good approximation according to the exponential function
AT(OAT (O
t>t0.t> t 0 .
Die Zeitkonstante r läßt sich aus der BeziehungThe time constant r can be derived from the relationship
ermitteln, worin h die mittlere Tiefe der Gefäße, c eine Konstante und K = d W/dTdie einzige Unbekannte ist. Durch Auflösen von Gleichung (1) erhält man die Zeitkonstante τ Determine where h is the mean depth of the vessels, c is a constant and K = d W / dT is the only unknown. Solving equation (1) gives the time constant τ
t\ -tot \ -to
Δ Τ (*,) Δ Τ (*,)
Der gefundene Wert stellt einen Mittelwert über die Zeitspanne 1ι — to dar.The value found represents an average value over the period of 1 ι - to .
Die ermittelte Zeitkonstante gilt für die Gefäßtiefe h. Um die Zeitkonstante für das Abkühlverhalten des Flußwassers zu ermitteln, muß man auf die mittlere Flußtiefe H umrechnen:The determined time constant applies to the vessel depth h. In order to determine the time constant for the cooling behavior of the river water, one has to convert to the mean river depth H:
K = Δν/ΙΔΤ K = Δν / ΙΔΤ
bilden. Hiermit läßt sich also auch in diesem Fall die Zeitkonstante tf wie oben beschrieben errechnen und daraus der zeitliche Verlauf der Übertemperaturdifferenz errechnen.form. In this case, too, the time constant tf can be calculated as described above and the time course of the excess temperature difference can be calculated from this.
Aus den Größen W und K kann man nun näherungsweise diejenige Temperatur berechnen, auf welche die momentan herrschende Temperatur unter der Annahme hinstrebt, daß die meteorologischen Bedingungen konstant bleiben, die sogenannte Gleichgewichtstemperatur Tc: From the quantities W and K one can now approximately calculate the temperature towards which the currently prevailing temperature tends, assuming that the meteorological conditions remain constant, the so-called equilibrium temperature Tc:
= r= r
(4)(4)
Der Fluß kühlt sich z. B. bei H/h = 10/1 lOfach langsamer ab als das Wasser im beheizten Gefäß. Zur Elimination von statistischen Fehlern sollten Mittelwerte verwendet werden, die jeweils aus mehreren Meßwerten mit Hilfe eines Mikrocomputers automatisch gebildet werden können. Um eine verläßliche Aussage zu erhalten, sollte der absolute Fehler der Temperaturmessung kleiner als 0,010C sein, was mit den heutigen meßtechnischen Mitteln ohne Schwierigkeiten zu erreichen ist.The river cools z. B. at H / h = 10/1 10 times slower than the water in the heated vessel. In order to eliminate statistical errors, mean values should be used which can each be formed automatically from several measured values with the aid of a microcomputer. In order to obtain a reliable statement, the absolute error of the temperature measurement should be less than 0.01 ° C., which can be achieved without difficulty with today's measurement technology.
Bei einer Abwandlung einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens hat nur ein Gefäß eine offene, den meteorologischen Einflüssen frei ausgesetzte Oberseite, während das andere Gefäß vollständig geschlossen ist und eine Temperaturkonstanthaltevorrichtung, z. B. in Form einer kombinierten Kühl- und Heizvorrichtung von einem Regler gesteuert die Temperatur in dem Gefäß konstant hält. Auch in diesem Fall taucht je ein Thermoelement eines in Reihe geschalteten Thermoelementenpaares in die beiden Gefäße ein. In diesem Fall wird das aufgeheizte Gefäß mit konstanter Leistung geheizt Gemessen wird die Temperaturdifferenz nach verschiedenen Zeitabständen.In a modification of a device for performing the method according to the invention, only one has The vessel has an open top that is freely exposed to meteorological influences, while the other vessel is complete is closed and a constant temperature device, e.g. B. in the form of a combined Cooling and heating device controlled by a controller keeps the temperature in the vessel constant. Also in In this case, a thermocouple of a pair of thermocouples connected in series is immersed in the two vessels a. In this case, the heated vessel will use heated with constant power The temperature difference is measured after various time intervals.
Der Wärmeinhalt der Wassermenge mw hat sich in der Zeit von to bis U umThe heat content of the amount of water mw has changed in the time from to to U
Cw mw (ΔΤ(ίχ) - ΔΤ(ίο)Cw mw (ΔΤ (ί χ ) - ΔΤ (ίο)
geändert, worin Cw die spezifische Wärme des Wassers ist Zugeführt warde die Wärmemenge P (t\ — to). Die Differenz der Wärmemengen wurde im wesentlichen über die Wasseroberfläche abgegeben. Dies entspricht einer Wärmebilanz vonchanged, where Cw is the specific heat of the water. The amount of heat P (t \ - to) was supplied. The difference in the amount of heat was essentially given off via the surface of the water. This corresponds to a heat balance of
-to-to
(5) Die Meßanordnung gemäß der zuletzt beschriebenen Vorrichtung eröffnet also die Möglichkeit zur zusätzlichen Ermittlung der Wärmebüanz und der Gleichge-Wichtstemperatur. (5) The measuring arrangement according to the device described last opens up the possibility of additional Determination of the heat balance and the equilibrium temperature.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen zweier unterschiedlicher Vorrichtungen zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated below with reference to schematic drawings of exemplary embodiments of two different ones Devices for performing the method according to the invention explained in more detail. It shows
F i g. 1 ein Schema einer ersten Meßanordnung;F i g. 1 shows a diagram of a first measuring arrangement;
F i g. 2 eine Erläuterung des Arbeitens mit der Vorrichtung nach Fig. 1 anhand eines Temperaturdifferenz-Zc !.'.-Diagramms;F i g. 2 an explanation of the operation with the device according to FIG. 1 on the basis of a temperature difference Zc ! .'.- Diagram;
F i g. 3 eine zweite Meßanordnung undF i g. 3 a second measuring arrangement and
Fig.4 ein Temperaturdifferenz-Zeitdiagramm zur Erläuterung der Funktion der Meßanordnung nach Fig. 3.4 shows a temperature difference time diagram for Explanation of the function of the measuring arrangement according to FIG. 3.
Die Meßanordnung nach F i g. 1 umfaßt zwei gleich große Gefäße 1, 2, deren Oberseiten 3,4 offen und denThe measuring arrangement according to FIG. 1 comprises two vessels 1, 2 of equal size, the tops of which are open 3, 4 and the
35. meteorologischen Einflüssen am Meßort eines Flusses frei ausgesetzt sind, während ihre übrigen Wandungen 5, 6 aus gut wärmeisolierendem Material bestehen. In beiden Gefäßen sind Ventilatoren 7,8 zum Gewährleisten einer guten Durchmischung der darin enthaltenen Flußwassermengen 9,10 vorgesehen. Das Gefäß 1 enthält außerdem eine Heizvorrichtung 11.35. are freely exposed to meteorological influences at the measuring point of a river, while their other walls 5, 6 consist of good heat-insulating material. In both vessels there are fans 7,8 to guarantee a good mixing of the river water quantities contained therein 9,10 provided. The vessel 1 contains also a heating device 11.
In jedes Gefäß taucht je ein Thermoelement 12, 13 ein, wobei die beiden Thermoelemente 12,13 in Reihe geschaltet sind und also eine der Temperaturdifferenz ΔΤ der in den beiden Gefäßen enthaltenen gleichen Wassermengen proportionale Spannung ΔU abgeben.A thermocouple 12, 13 is immersed in each vessel, the two thermocouples 12, 13 being connected in series and thus emitting a voltage ΔU proportional to the temperature difference ΔΤ of the same amounts of water contained in the two vessels.
Mit der Meßanordnung nach F i g. 1 wird wie folgt gearbeitet:
Unmittelbar oberhalb einer Aufheizstelle, an welcher Abwärme, z. B. von einem Kraftwerk in einen Fluß, eingeleitet
wird, werden die beiden Wassermengei. 9, 10
entnommen und in die Gefäße gefüllt Die Wassermenge 9 im Gefäß 1 wird mittels der Heizvorrichtung entsprechend
der Kraftwerksleistung und der in den Fluß eingeleiteten Abflußmenge an aufgeheiztem Kühlwasser
aufgeheizt und nach Erreichen einer entsprechenden TemperaturWith the measuring arrangement according to FIG. 1 is worked as follows:
Immediately above a heating point at which waste heat, e.g. B. from a power station in a river, the two water quantities are. 9, 10 removed and filled into the vessels. The amount of water 9 in vessel 1 is heated by means of the heating device according to the power plant output and the amount of heated cooling water discharged into the river, and after a corresponding temperature has been reached
Man erhält also in diesem Fall einen Näherungswert für die Wärmebilanz, wobei jedoch zu beachten ist daß sich die meteorologischen Einflüsse deshalb nicht herausheben, weil das unbeheizte Gefäß den meteorologischen Einflüssen nicht ausgesetzt ist Macht man nun Messungen mit zwei Meßpaaren, d. h. Temperaturmessungen in jeweils zwei verschiedenen Zeitabständen, so lassen sich zwei unterschiedliche Werte für die Wärmebilanz W bei unterschiedlichen Temperaturdifferenzen und daraus die GrößeIn this case, you get an approximate value for the heat balance, whereby it should be noted that the meteorological influences do not stand out because the unheated vessel is not exposed to the meteorological influences.Measurements are now made with two pairs of measurements, i.e. temperature measurements in each case with two different ones Time intervals, two different values for the heat balance W can be found at different temperature differences and, from this, the size
Ta(i)+ /ITft)T a (i) + / ITft)
abgeschaltet und zur Zeit to (siehe F i g. 2) die Temperaturdifferenz ΔΤ {to) gemessen. Diese Messung wird in kurzen Abständen mehrfach wiederholt und es werden unter Einsatz eines Rechners Mittelwerte gebildet Weitere Messungen werden zur Zeit ii gemacht Alternativ können auch Temperaturdifferenzmessungen während des Aufheizens mit gegebener Leistung durchgeführt werden, die zu analogen Ergebnissen führen würden.switched off and at time to (see FIG. 2) the temperature difference ΔΤ {to) was measured. This measurement is repeated several times at short intervals and averages are formed using a computer. Further measurements are made at time ii.
7 87 8
Die erhaltenen Meßwerte werden wie oben erläutert
zur Bestimmung der Zeitkonstante r, tf der zeitlichen
Änderung der Übertemperatur mit Hilfe der Gleichungen (1) bis (4) verwendet.The measured values obtained are explained as above
to determine the time constant r, tf of the temporal
Change in overtemperature using equations (1) through (4) is used.
Die Meßanordnung nach Fig.3 stimmt weitgehend 5
mit derjenigen nach F i g. 1 überein, und es sind gleiche
Bezugszeichen für übereinstimmende Teile verwendet,
die piiüt nochmals beschrieben werden. Unterschiedlich
ist, daß das zweite, nicht beheizte Gefäß 22 vollständig
wärmeisoliert ist und eine Kühl- und Heizvorrichtung io
23 aufweist, die über einen Regler 24, du ein Istsignal
für einen Temperaturfühler 25 erhält und ein Stellglied
26 für die kombinierte Kühl- und Heizvorrichtung beaufschlagt, so verstellt wird, daß die Temperatur TjS, |
nicht mehr als 0,OPC von einer vorgegebenen Solltem- 15 I
peratur Γ«,;/abweicht. χThe measuring arrangement according to FIG. 3 is largely correct 5
with that according to FIG. 1 match and they are the same
Reference symbols used for matching parts,
which can be described again. Different
is that the second, unheated vessel 22 is completely
is thermally insulated and a cooling and heating device io
23 has, via a controller 24, you an actual signal
for a temperature sensor 25 and an actuator
26 applied to the combined cooling and heating device, is adjusted so that the temperature Tj S , | no more than 0. OPC deviates from a specified target temperature Γ «,; /. χ
Mit der Meßanordnung gemäß F i g. 3 wird wie folgt |With the measuring arrangement according to FIG. 3 becomes as follows |
gearbeitet (vgl. auch Fig.4): Unmittelbar stromauf- f|worked (see also Fig.4): Immediately upstream f |
die Wassermengen 9,10 entnommen und in die Gefäße 20 Hthe amounts of water 9, 10 removed and into the vessels 20 H
1,22 gefüllt. Darauf wird die Wassermenge 9 im Gefäß 1 l|1.22 filled. The amount of water 9 in the vessel is then 1 l |
mit dem Heizelement konstanter Leistung /"aufgeheizt jtjwith the heating element of constant power / "heated up jtj
und in Zeitabständen fo und t\, die mindestens 1 Stunde \i and at time intervals fo and t \, which are at least 1 hour \ i
betragen, die Temperaturdifferenzen zwischen den bei- |!the temperature differences between the two |!
den Gefäßen gemessen. Die so erhaltenen Meßwerte 25 Imeasured the vessels. The measured values obtained in this way 25 I
werden mit den oben beschriebenen Gleichungen (1) bis jaare with the above-described equations (1) to yes
(6) ausgewertet. '}\ (6) evaluated. '} \
Auch in diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn um die '·? In this case, too, it is useful if the '·?
Zeiten fo und Λ herum mehrere Messungen vorgenom- ;v:Times fo and around several measurements made; v:
men und mit Hilfe eines Mikrocomputers gemittelt wer- 30 r;i and averaged with the aid of a microcomputer 30 r ; i
den. $the. $
Insbesondere bei der Meßanordnung nach F i g. 3 ist M In particular with the measuring arrangement according to FIG. 3 is M
es zweckmäßig, die Wassermengen 9, 10 nach etwa |jit is advisable to reduce the amount of water 9, 10 after about | j
3 Stunden auszutauschen und eine neue Meßserie zu j|3 hours to be exchanged and a new series of measurements for j |
beginnen, um den geänderten meteorologischen Ver- 35 iSJbegin to comply with the amended meteorological 35 iSJ
hältnissen Rechnung zu tragen. |to take account of the circumstances. |
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
4040
6060
6565
Claims (10)
8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that a mixing device (7,8) is provided in each vessel (1, 2; 22).
Priority Applications (1)
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| DE19772745232 DE2745232C2 (en) | 1977-10-07 | 1977-10-07 | Method and device for determining the influence of the artificial heating of river water by introducing waste heat into the river water on its temperature behavior |
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Families Citing this family (1)
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1977
- 1977-10-07 DE DE19772745232 patent/DE2745232C2/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
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| NICHTS-ERMITTELT |
Also Published As
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|---|---|
| DE2745232A1 (en) | 1979-04-12 |
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